专题7简单机械——2022-2023年江苏省无锡市中考物理一模二模试题分类
一．选择题（共10小题）
1．（2023 无锡二模）如图所示是一些日常工具，正常使用这些工具时，下列说法正确的是（　　）
A．镊子的支点在镊子的尖
B．筷子使用时可以省功
C．开瓶器使用时是一个省力杠杆
D．食品夹夹取食物时相当于等臂杠杆
2．（2023 无锡一模）如图所示，小明用5m长的长木板搭成一个斜面，帮助爸爸把一个质量为240kg的重物搬到2m高的卡车上。他和爸爸沿斜面共用了1200N向上的力F，在1min内将重物匀速推到车上，g取10N/kg。下列关于此过程中的说法正确的是（　　）
A．他们对重物做了480J的功
B．他们做功的功率为80J
C．斜面的机械效率为80%
D．使用斜面可以省力，也可以省功
3．（2023 锡山区一模）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（　　）
A．F1＞F2η1＜η2 P1＜P2 B．F1＞F2η1＝η2P1＝P2
C．F1＜F2η1＜η2P1＜P2 D．F1＜F2η1＞η2P1＞P2
4．（2023 新吴区二模）用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F为350N
B．动滑轮重为50N
C．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
5．（2023 无锡模拟）物理学是一门以实验为基础的学科，针对下列物理实验，说法正确的是（　　）
A．探究“光的反射规律”实验，为了得到普遍规律，需要多次改变∠FON的大小来进行实验
B．探究“杠杆平衡条件”的实验前，杠杆处于如图所示的状态，应将平衡螺母向左调节直至杠杆在水平位置平衡
C．探究“平面镜成像特点”实验，A、B是两支相同的蜡烛，点燃A，移动B直到与蜡烛A的像重合，从而确定像的位置，用到了“等效替代”的研究方法
D．探究“水沸腾前后温度变化的特点”实验中，观察到如图所示的现象后继续加热，水的温度会持续升高
6．（2022 宜兴市校级一模）如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊篮的质量为50kg；工人以及工具的总重为600N，绳子自由端的拉力的大小为500N。在电动机拉力的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端拉动的速度为0.2m/s
B．整个装置的机械效率为73.3%
C．若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过900N
D．装置动滑轮的重力为200N
7．（2023 惠山区校级一模）如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（　　）
①动滑轮的重力为9N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%
④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470N
A．①④ B．③④ C．③ D．②③④
8．（2022 宜兴市校级模拟）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（　　）
A．M的密度大于N B．M的质量大于N
C．P的密度大于Q D．P的质量大于Q
9．（2023 惠山区三模）杆秤作为华夏国粹，它制作轻巧、使用便利，如图所示，是小阳同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计，AB、BC、BD的长度如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．秤砣的质量是0.4kg
B．提起B秤纽，可以达到最大称量
C．距离C点12.5cm，有两个刻度，分别为1kg和3.1kg
D．如果秤砣磨损，用该秤称量货物质量偏小
10．（2023 新吴区校级模拟）我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图1所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时OA＝3cm，OB＝10cm。下列说法不正确的是（　　）
A．该杆秤一定为费力杠杆
B．该秤砣的质量为3kg
C．要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣
D．若换称质量较小的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点左边
二．填空题（共21小题）
11．（2023 宜兴市校级模拟）旅客常使用的拉杆行李箱是 　 　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；如图所示，行李箱下方安装了轮子，目的是 　 　（选填“增大”“减小”）摩擦；已知OA＝1m，OB＝0.2m，行李箱重150N，使行李箱在图示位置静止时，施加在端点A的最小作用力F＝　 　N。
12．（2023 宜兴市校级模拟）如图所示，斜面长s＝0.5m，高h＝0.2m，用平行于斜面大小为的2.5N拉力，2s时间内可以将重为5N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端。则拉力所做有用功的功率为 　 　W；该斜面的机械效率是 　 　；斜面对物体摩擦力为 　 　N。
13．（2023 锡山区模拟）如图甲所示，小明将空吊篮提升到高处，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，空吊篮上升的v﹣t图象如图丙所示，动滑轮重20N，在0～1s内空吊篮处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态，空吊篮重为 　 　N（忽略绳重、摩擦和空气阻力）；若绳子能承受的最大拉力为120N，则吊篮最多能装货物的质量为 　 　kg。（g取10N/kg）
14．（2023 锡山区校级三模）如图所示，一位物理老师用一只弹簧测力计称出了一只大象的质量。操作步骤：a、将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；b、将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA＝9m，OB＝9cm，弹簧测力计的示数为200N．设计步骤a的目的是　 　，此装置可视为　 　杠杆，该大象的质量为　 　t．（g取10N/kg）
15．（2023 惠山区校级二模）（1）如图甲，盘山公路是 　 　（选填“杠杆”、“滑轮”、“斜面”）模型。
（2）一个体重为700N的工人，在建筑工地用如图乙所示的装置提升石板，已知托盘重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重忽略不计。当工人站在地面上用此装置在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%，则此装置的动滑轮重为 　 　N；该工人用此装置提升石板的机械效率最高可达到 　 　（保留一位小数）。
16．（2023 无锡二模）如图所示为“硬币玩转跷跷板”装置，跷跷板上相邻的硬币放置点间距相等，在放硬币之前，跷跷板在水平位置平衡，说明该跷跷板的重心在 　 　点，在A点叠放三枚硬币时，则可在E点叠放 　 　枚硬币能使跷跷板再次水平平衡。保持A点叠放三枚硬币不变，在跷跷板上已标出的其余6个点中，有的点上无论叠放多少枚硬币都无法使跷跷板再次水平平衡，这样的点一共有 　 　个。
17．（2023 梁溪区二模）如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用下，使质量为70kg的建筑材料匀速竖直上升了2m，不计绳重和摩擦、则滑轮组的机械效率为 　 　%，动滑轮自重为 　 　N。若提升的建筑材料质量增大，则滑轮组的机械效率会 　 　。（选填“增大”、“减小”或“不变”）（g＝10N/kg）
18．（2023 惠山区三模）如图所示某工人利用滑轮组提升矿井中重为800N的物体A，当他所用的拉力F＝500N时，物体A在20s内匀速提升2m。若不计摩擦和绳重，拉力做功的功率为 　 　W，滑轮组的机械效率为 　 　，动滑轮的重为 　 　。
19．（2023 锡山区校级四模）如图所示，OA＝AB＝10cm，重物G＝20N，拉力FN保持竖直向上，杠杆重忽略不计，要使杠杆平衡，FN＝　 　N；此杠杆属于 　 　杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；若将重物G向O点移动，要使杠杆保持平衡，则拉力FN会 　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。
20．（2023 新吴区二模）如图甲所示为桔槔，是古代农用工具。横长杆的一端悬挂重石，另一端用绳子与汲器（提水的容器）相连。当不提水时，横长杆的悬挂重石端位置较低，横长杆的汲器端位置较高当要提水时，人用力将汲器往下压，使汲器下降到水面下并让水流入汲器（同时捆绑重石的那端位置上升），当汲器装满水后，人向上拉动绳子，就可让悬挂重石端的位置下降，同时将汲器中的水提升。我们建立如图乙模型来研究桔槔：假设横长杆为一个笔直的轻质杠杆，绳子与横长杆的连接点到支点的距离L1为1m，重石的悬挂点到支点的距离L2为2m，未装水的汲器的重力为10N。绳子的重力忽略不计（g取10N/kg）。
（1）使用桔棒提水时，能够省力，　 　省功（选填“也能”或“不能”）；
（2）文中“人用力将汲器往下压（汲器未接触水面）”的过程中，若匀速竖直下压，此时该力大小将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）根据桔棒的理想模型分析，为实现不提水时，桔棒的重石端位置较低（接触地面），重石至少 　 　kg；
（4）若装满水后汲器的重力为150N，重石的质量为3kg，根据桔棒的理想模型，通过计算分析，人匀速向上提装满水的汲器，借用桔穆提和直接用手提相比可省力 　 　N，
21．（2023 梁溪区校级一模）研究简单机械的特点：
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是 　 　和 　 　。
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 　 　。（忽略摩擦和绳重）
（3）螺丝钉可看成一种简单机械：　 　，当螺纹越 　 　（选填“疏”或“密”）越省力。
22．（2023 梁溪区校级一模）为了研究滑轮组的机械效率，小红分别用如图所示的（甲）、（乙）两个滑轮组，在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m，每个滑轮的重均为20N。不计绳重及摩擦，此过程中F甲做的功 　 　（选填“＞”、“＝”或“＜”）F乙做的功，F甲做功的功率为 　 　W，甲的机械效率 　 　（选填“＞”、“＝”或“＜”）乙的机械效率。为了提高甲的机械效率，可以采取的措施是 　 　。
23．（2022 宜兴市校级模拟）某人用如图所示的姿势锻炼：她面向单杠，自然站立，两手分开与肩同宽，正握杠，两腿前伸，两脚着地并由外力压住两脚，保持两臂与躯干成90度，身体斜向下垂，然后做屈臂引体，伸臂复原。（身体可以看成以脚为支点的一杠杆）
（1）在图中画出身体受到的重力的示意图；
（2）画出单杠对手臂拉力F1的力臂；
（3）曲臂引体时，与伸臂复原时相比较，单杠对手臂的拉力 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
24．（2023 滨湖区校级二模）起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重2.4×104N的物体时，物体在5s内上升了5m，此过程中有用功为 　 　J，钢丝绳移动的速度为 　 　m/s；若滑轮组的机械效率为80%，拉力F等于 　 　N，克服绳重摩擦所做的功为2.4×104J，则动滑轮重 　 　N。
25．（2023 宜兴市二模）如图所示，搬运工人在20s内用滑轮组将重为540N的重物匀速提升3m，所用拉力为200N，则拉力的功率是 　 　W，滑轮组的机械效率是 　 　，忽略绳重和摩擦，动滑轮重为 　 　N。
26．（2023 宜兴市二模）据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量。在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。操作步骤如下：
步骤1.如图a他首先将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡，测得OB＝8cm。
步骤2.如图b将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA＝10m，弹簧测力计的示数为200N。
（1）此装置是 　 　（省力/费力）杠杆。
（2）b中的F2的大小是指 　 　（选填字母A：大象的重力/B：大象和铁笼的总重力）根据上述数据测出了大象的重量为 　 　N。
（3）若弹簧测力计量程为0～200N，利用现有器材称一只重力更大的大象的做法是 　 　。
27．（2023 无锡模拟）如图所示，小华分别用甲、乙两滑轮将两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，滑轮的质量均为0.05kg，物体的质量均为2kg。使用 　 　（选填“甲”或“乙”）滑轮可以改变用力方向，使用乙滑轮 　 　（选填“可以”或“不可以”）省功，滑轮对物体做的有用功W有用甲　 　（选填“大于”“小于”或“等于”，下同）W有用乙，滑轮的机械效率η甲　 　η乙。
28．（2023 宜兴市模拟）物理学在桥梁建筑技术方面有很多应用，如图甲为宜兴首座钢结构斜拉桥荆邑大桥，桥梁全长544.5米，两个巨大的弧形拱塔，有十八层楼那么高。“桥塔为什么要造这么高？”
小华对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型。小华通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可 　 　（增大/减小）斜拉索拉力的力臂，从而 　 　（增大/减小）斜拉索的拉力，在桥面上行驶的汽车，位置越靠近桥塔，钢索受到的拉力越 　 　（大/小）、桥面限速60km/h，在遵守交通规则的前提下，一辆小车通过全桥至少需要 　 　s（结果保留一位小数）。近年来，多起高架桥侧翻事故引起了人们对如图丙所示的独柱高架桥安全性的思考。
独柱式高架桥分如图丁（a）单支座式和图丁（b）双支座式，从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为 　 　（单/双）支座式。当重载卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻，支点是 　 　（左/右）支座。如果在两个支座中间再增加一个支座如图丁（c），桥面侧翻危害的风险将 　 　（减小/增大/不变）。
29．（2023 宜兴市模拟）如图，工人师傅正使用滑轮组将重物提升到高处。在20s的时间内，使重物匀速提升了4m。已知物体的重力为380N，动滑轮重20N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，在这个过程中，人拉绳的功率为 　 　W，机械效率为 　 　%。如果增大重物的重力，机械效率将 　 　（变大/变小/不变）。
30．（2023 滨湖区一模）小明利用浮力和杠杆知识，设计了测量液体密度的装置。如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有两个完全相同的正方体C、D，它们的边长为10cm，重力为30N，OA＝30cm，OB＝24cm。小明向容器中倒入不同密度的液体，每次都将C浸没于液体中，移动物体D，使杠杆在水平位置平衡，OB上可以标出不同液体的密度值（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求：
（1）物体C的质量为 　 　kg；
（2）当物体C浸没在水中时，物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止，此时，A点所受拉力为 　 　N，OE的长度为 　 　cm；
（3）这个密度秤能够测量的最小液体密度为 　 　kg/m3。
31．（2023 梁溪区一模）近日，无锡市恒隆地产的建筑工地上有几台巨大的起重设备“塔吊”，其主要构成为电动机和机械装置两个部分，简化组成如图所示，M为塔吊的配重，OB为塔吊的起重臂，C为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB的长度S2为22m。当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1.2t。如果这台“塔吊”配置的电动机铭牌参数为“额定电压380V，额定功率38kW”。在某次起吊作业中，该“塔吊”电动机正常工作25s，通过载重小车从距离O点为10m的载重臂上把一质量为2.4t的重物匀速提升20m。（不计载重小车、挂钩、滑轮组和钢丝绳的重力及摩擦）那么：（g取10N/kg）
（1）当起重臂水平平衡时，由图可知，配重A与O点的距离是 　 　m。
（2）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下电动机牵引钢丝绳自由端的拉力是 　 　N，在这次起吊过程中，塔吊上的电动机对重物做功的效率为 　 　%。（保留整数）
（3）本次将重物从起吊点提升20m后，为保证塔吊安全工作，载重小车最多还能向B点方向接着再平移 　 　m。
三．作图题（共4小题）
32．（2023 宜兴市校级二模）如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂L2及力F1．
33．（2023 无锡二模）图甲是一个菜馅挤水器，其上部手柄在使用时是一个杠杆，图乙是其简化的示意图，O为支点，F2是使用菜馅挤水器时B点受到的阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及阻力臂l2。
34．（2023 惠山区校级二模）如图所示是教室里的学生座椅侧面图，要在C点用最小的力F使座椅绕支点A开始转动，请在图中画出F的示意图及其力臂L。
35．（2023 江阴市模拟）按题目要求作图：
如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物，O为杠杆的支点，请在杠杆端点B画出杠杆平衡时所施加的最小力F及其力臂L。
四．实验探究题（共4小题）
36．（2023 锡山区模拟）小华同学为“探究杠杆的平衡条件”，设计了如图所示的实验。
（1）实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节。
（2）调节好杠杆后，为了获取实验数据，在图乙、丙两个方案中，按 　 　方案进行实验能更加方便地测出 　 　。
（3）经过实验，得到的数据如下表：
实验序号 动力F1/N 动力臂动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.5 0.10 1.0 0.15
2 1.0 0.30 2.0 0.15
3 2.0 0.15 1.5 0.20
由数据可初步得到的结论是 　 　（用公式表示）。
（4）保持杠杆一直处于水平位置平衡，当弹簧测力计由图乙逐渐旋转至图丙所示位置时，弹簧测力计的示数 　 　（选填“变小”“变大”或“不变”）。
（5）甲物体静置在水平地面上时，对地面的压强为p0。小华将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，把质量为m0的乙物体悬挂在杠杆的B端，如图丁所示，此时杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1，AO：OB＝1：3，O为支点。要使甲物体刚好被细绳拉离地面，小华设计了以下两种方案，请你帮他完成。
方案一：仅将支点O向 　 　（选填“左”或“右”）移动适当距离。
方案二：仅增加乙物体的质量，则乙物体增加的质量为 　 　。
37．（2022 锡山区校级一模）小聪在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/cm 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 6 0.1 2.4 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57.1
4 4 0.2 1.4 1.0 57.1
（1）在实验中，测绳端拉力大小时，应使弹簧测力计竖直向上 　 　状态进行读数（选填“缓慢拉动”或“静止”）。
（2）分析表中数据可知：第3次和第 　 　次实验是按丙图装置测机械效率的，分析以上两组实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度。
（3）请你帮助小聪计算出第2次滑轮组的机械效率为 　 　%（保留1位小数），在第2次实验中，拉力F所做的额外功为 　 　J。
（4）根据实验数据推测，使用图丙滑轮组将重6N的物体匀速提升0.1m，此时滑轮组的机械效率可能为 　 　（只填序号）。
A．52.2%
B．57.1%
C．64.3%
D．83.3%
38．（2023 梁溪区二模）某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，杠杆 　 　（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；实验过程中杠杆在如图乙所示位置平衡，以便于 　 　。
（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数据填入表格中。改变动力F1和动力臂l1的大小，相应调节阻力F2和阻力臂l2，再做几次实验，实验数据如下表所示。
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.5 0.3 1 0.15
2 1.5 0.1 3 0.05
3 3 0.1 1.5 0.2
分析表中的数据得到杠杆的平衡条件：　 　。
（3）如图乙所示，在A、B、C三点中沿 　 　点竖直向 　 　拉，可使杠杆保持水平位置平衡，且为省距离杠杆。
（4）如图丙，装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为行李箱重心，P为拉杆的端点，在P点沿 　 　方向施加拉力，可用最小力使旅行箱静止；若在P点用始终沿竖直向上的力将行李箱拉至虚线位置，则在虚线位置静止时的拉力与原来相比 　 　。
39．（2023 无锡二模）小成同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，进行了如下操作：
（1）将杠杆悬挂在支点O上，如图甲所示，这时发现杠杆左端高、右端低，他应将杠杆的平衡螺母向 　 　（填“左”或“右”）端调节，才能使杠杆在水平位置平衡。
（2）杠杆水平平衡后，他在A点挂三个钩码，如图乙所示，那么B点挂 　 　个相同的钩码，可使杠杆在水平位置重新平衡。
（3）A点悬挂钩码不动，B点钩码摘除，在C点挂上已调好的弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。若改为沿虚线方向拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡，测力计的示数将 　 　（填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）图丙中的轻质杠杆全长1m，支点为杠杆的中点，小成在支点左侧某一固定位置挂一个重为G的物体，在支点右侧距离O点为L的位置施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，多次移动拉力位置并根据多次测量的F、L的数据，画出如图丁所示的图象。已知当F最小的时候，F与G的比为2：5，结合杠杆平衡条件，重物G的重力为 　 　N。
五．计算题（共1小题）
40．（2023 无锡二模）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，小明施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦。问：
（1）动滑轮的重力为多少？
（2）第2s内拉力F的功率为多少？
（3）此装置提升重物的最大机械效率为多少
六．解答题（共2小题）
41．（2023 锡山区校级三模）在探究杠杆平衡条件的实验中，如果实验前杠杆右侧高，左侧低，则可将左侧的平衡螺母向 　 　调节，使其在水平位置平衡。如图所示，在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡。要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿 　 　方向，此时读数为 　 　N．实验中使杠杆在水平位置平衡目的是 　 　。
42．（2023 惠山区校级一模）家庭中常见的橱柜有时隐藏着一些安全问题。如图甲所示，某幼童因站立在抽出的抽屉上，而导致橱柜倾覆致其受伤。图乙为简化后的示意图（橱柜内未放任何物品且质量均匀分布，不考虑幼童手对橱柜的作用力和抽屉拉出后橱柜重心的变化），表中数据为该款橱柜的基本信息：
主要参数
质量/kg 25
L1/cm 60
L2/cm 50
H/cm 100
底面积/cm2 5000
（1）若幼童竖直站立在该款橱柜最底部被完全抽出的抽屉的外侧边沿上。人的作用力为动力，整个橱柜是一个 　 　杠杆（选填“省力”或“费力”）。空柜时，橱柜对地面的压强为 　 　Pa。
（2）根据表中信息，在（1）中当幼童质量超过多少千克该款橱柜会倾覆？
（3）若乙图中儿童质量为21kg，为使橱柜不倾覆，应在橱柜中均匀放置质量为多少千克的物品？
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：A、杠杆在使用时，固定不动的点是支点。镊子在使用过程中，尖端在动，上下相连的点不动，此点为支点，故A不符合题意；
B、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，不省功，故B不符合题意；
C、开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意；
D、食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选：C。
2．【解答】解：
A、重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，对重物做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，拉力做功功率：P100W，故B错误；
C、斜面的机械效率：η100%＝80%，故C正确；
D、斜面是一种省力机械，但不能省功，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：
（1）不计绳重及摩擦，因为拉力F（G+G动），n1＝2，n2＝3，所以绳子受到的拉力分别为：F1（G1+G动），F2（G2+G动），G1＝G2，故F1＞F2；故CD错误；
（2）因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；由η100%可知，机械效率相同，η1＝η2；
又因为所用时间相同，由P可知，拉力做功的功率P1＝P2，故A错误，B正确。
故选：B。
4．【解答】解：
A．由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总＝6000J，
由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，
由W总＝Fs可得，拉力：F300N，故A错误；
B．忽略绳重及摩擦，由F（G+G动）可得，
动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣550N＝50N，故B正确；
C．绳子自由端移动的速度：v1m/s，故C错误；
D．拉力做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，
滑轮组的机械效率：η100%100%≈91.7%，故D错误。
故选：B。
5．【解答】解：A．探究“光的反射规律”实验，需要多次改变∠EON的大小来进行实验，是为了得到普遍规律，故A错误；
B．探究“杠杆平衡条件”的实验前，由于左端下沉，应将平衡螺母向右调节直至杠杆在水平位置平衡，故B错误；
C．探究“平面镜成像特点”实验，A、B是两支相同的蜡烛，点燃A用于成像，移动B直到与蜡烛A的像重合，从而确定像的位置，用到了“等效替代”的研究方法，故C正确；
D．探究“水沸腾前后温度变化的特点”实验中，由图得，气泡上升过程中，慢慢变大，是沸腾现象，观察到如图所示的现象后继续加热，此时水温达到沸点，继续加热，水的温度不会升高，故D错误。
故选：C。
6．【解答】解：A、由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，
绳子自由端移动的速度：v0.6m/s，故A错误；
B、整个装置做的有用功：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J，
拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×6m＝3000J，
整个装置的机械效率：η100%100%＝40%，故B错误；
C、因为不计绳重和摩擦时F（G+G动+吊），所以动滑轮和吊篮的重力：G动+吊＝nF﹣G＝3×500N﹣600N＝900N，
因为不计绳重和摩擦时F（G+G动+吊），所以拉力为600N时吊篮中的人与工具的总重：G'＝nF'﹣G动+吊＝3×600N﹣900N＝900N，故C正确；
D、吊篮的重力：G吊＝m吊g＝50kg×10N/kg＝500N，
则装置动滑轮的重力：G动＝G动+吊﹣G吊＝900N﹣500N＝400N，故D错误。
故选：C。
7．【解答】解：①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F＝10N，
由图知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F（GA+G动），则动滑轮重力：G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故①错误；
②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度：v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力：FC（FB+G动），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为：FB'＝nFC最大﹣G动＝2×60N﹣10N＝110N，大于绳子B能承受的最大拉力100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为：FC（FB最大+G动）（100N+10N）＝55N，小于绳子C能承受的最大拉力60N；
所以要以B处最大拉力为准，此时C处的拉力：FC＝55N，
B处的拉力：FB＝GA+G货物＝100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N，
装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，
此装置提升重物的最大机械效率：η100%100%≈81.8%，故③正确；
④人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F'（G'+GA+G动）（50N+10N+10N）＝35N，
因此小张对地面的压力：F压＝G﹣F'＝500N﹣35N＝465N，故④错误。
综上所述只有③正确，故C正确。
故选：C。
8．【解答】解：对于甲图，M的力臂小于N的力臂，所以M的重力大于N的重力，则M的质量大于N。由于M体积大于N的体积，所以无法比较M和N的密度大小，故A错误，B正确；
对于乙图，Q的力臂小于P的力臂，所以Q的重力大于P的重力，则Q的质量大于P。由于P和Q的体积一样，所以Q的密度大于P的密度，故C、D都错误；
故选：B。
9．【解答】解：（1）根据杠杆的平衡条件可知：当提着B处秤纽、秤砣在D点时，A点所挂物体重为GA，
当提着C处秤纽、秤砣在D点时，A点所挂物体重为GA′，
因BD＞CD、AB＜AC，则GA＞GA′，即提B处秤纽时，此秤的称量最大，故B正确；
当提着B处秤纽、秤砣挂在D点、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时，秤杆可以在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可得GA AB＝G秤砣 BD，
由G＝mg可得mAg AB＝m秤砣g BD，
则m秤砣0.4kg，故A正确；
（2）当提起B处秤纽时，阻力臂为AB＝2cm，动力臂BD′＝3cm+12.5cm＝15.5cm，
根据杠杆的平衡条件可列式：G AB＝G秤砣 BD′。
由G＝mg可得mg AB＝m秤砣g BD′，
则m3.1kg，
当提起C处秤纽时，阻力臂为AC＝AB+BC＝2cm+3cm＝5cm，动力臂CD′＝12.5cm，
根据杠杆的平衡条件可列式：G AC＝G秤砣 CD′。
由G＝mg可得mg AC＝m秤砣g CD′，
则m1kg，故C正确；
（3）如果秤砣磨损，根据杠杆平衡条件可知动力臂变大，所以用该秤称量货物质量偏大，故D错误。
故选：D。
10．【解答】解：
A、使用杆秤时，动力臂大于阻力臂，省力，所以杆秤是省力杠杆，故A错误；
B、作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，m人和篮g×3cm＝m秤砣g×10cm，解得m秤砣＝3kg；故B正确；
C、由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：G人和篮×OA＝m′g×OB，即m′10kg，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故C正确；
D、因为OA＜OB，所以孩子及秤钩和所坐篮子的总重力大于秤砣的重力，根据G＝mg可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量，若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，则作用在杠杆A点的力变小，动力臂不变，作用在杠杆B点的力不变，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知阻力臂会变小，所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点左边，故D正确。
故选：A。
二．填空题（共21小题）
11．【解答】解：
（1）由图知，拉杆行李箱在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
（2）小轮子的作用是通过用滚动代替滑动的方法，使摩擦力大大减小；
（3）如图，在阻力、阻力臂一定时，要求动力最小，动力臂最长。支点到动力作用点的距离作为动力臂最长，力的方向与动力臂垂直向上，如下图所示：
杠杆平衡条件可得，G×OB＝F×OA，
即：150N×0.2m＝F×1m，
解得：F＝30N。
故答案为：省力；减小；30。
12．【解答】解：有用功W有用＝Gh＝5N×0.2m＝1J，
拉力所做有用功的功率P0.5W；
总功W总＝Fs＝2.5N×0.5m＝1.25J，
斜面的机械效率η100%100%＝80%；
额外功W额外＝W总﹣W有用＝1.25J﹣1J＝0.25J，
由W额外＝fs得斜面对物体摩擦力f0.5N。
故答案为：0.5；80%；0.5。
13．【解答】解：（1）由图丙可知，在0～1s内空吊篮的速度在变大，所以在0～1s内空吊篮处于非平衡状态；
（2）由图甲知，吊起动滑轮绳子的股数n＝2，由图丙可知，1～2s时，吊篮匀速运动，此时绳子的拉力F＝25N；
忽略绳重、摩擦和空气阻力，由公式F（GA+G动）可知，空吊篮重力GA＝nF﹣G动＝2×25N﹣20N＝30N；
（3）忽略绳重、摩擦和空气阻力，当F大＝120N时，由公式F（G+GA+G动）可知，吊篮最多能装货物的重力G＝nF大﹣GA﹣G动＝2×120﹣30N﹣20N＝190N；
由G＝mg可知，货物的质量m19kg。
故答案为：非平衡；30；19。
14．【解答】解：（1）步骤a，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；由于槽钢和铁笼受重力的作用，所以设计步骤a的目的是：消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响。
（2）根据图示可知，动力臂OA的长度大于阻力臂OB的长度，因此为省力杠杆；
（3）根据杠杆的平衡条件可得：F1L1＝F2L2，
即200N×9m＝G×0.09m，
解得：G＝20000N。
由G＝mg可得，大象的质量：m2000kg＝2t。
故答案为：忽略槽钢和铁笼的重力对实验的影响；省力；2。
15．【解答】解：（1）如图甲，盘山公路是斜面模型；
（2）由图乙知绳子的有效段数n＝2，若石板被提升h，则拉力端移动的距离s＝2h，
当工人匀速提升10块石板时，拉力做的有用功：
W有用＝G石板×h＝100N×10×h＝1000N×2m＝2000J，
由η得拉力做的总功：
W总2500J，
由W总＝W有用+W额得拉力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J，
不计滑轮的摩擦和绳重，使用滑轮组做的额外功：
W额＝（G动+G托盘）h＝（G动+200N）×2m＝500J，
解得动滑轮重力：
G动＝50N；
由题知，人使用的最大拉力：
F最大＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，
不计滑轮的摩擦和绳重，最大拉力
F最大（G动+G托盘+G石板）（50N+200N+G石板）＝700N，
解得能提升的最大石板重：
G石板＝1150N，
因为每块石板为100N，
所以最多能提升石板的数量为11块，
实际能提升的最大石板重：
G砖′＝1100N，
此时拉力F最大′（G动+G托盘+G石板′）（50N+200N+1100N）＝675N，
因为滑轮组的机械效率：
η100%，
所以最高机械效率：
η′100%≈81.5%。
故答案为：（1）斜面；（2）50；81.5%。
16．【解答】解：在刻度均匀的杠杆上放硬币之前，杠杆已在水平位置平衡，这表明杠杆的重心在支点处，即D点，杠杆的重力的力臂为0；
在A点叠放三枚硬币时，设每个硬币的重力为G，杠杆上每一小格的长度为L，根据杠杆的平衡条件可知：3G×3L＝GE×L，解得：GE＝9G，即在E点叠放9枚硬币能使杠杆再次水平平衡；
由图可知，杠杆的支点在中点，保持A点叠放三枚硬币不变，A点硬币的重力的方向是竖直向下的；由于放置的硬币的重力的方向也是竖直向下的，要使杠杆平衡，则硬币应放置在D点的右侧，在杠杆的左侧的B、C两点，无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡；D点是支点，在D点放多少枚硬币都不会影响杠杆左端下沉；
当硬币放在支点右侧的E、G两点时，硬币的压力的方向是竖直向下的，根据杠杆的平衡条件可知，这个点上放置合适数量的硬币，杠杆可以平衡；
放置到F点时，根据杠杆的平衡条件可知，此时放置的硬币的个数为4.5个，不符合题意；
所以一共有4个点都无法使跷跷板再次水平平衡。
故答案为：D；9；4。
17．【解答】解：
建筑材料的重力G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，
由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，
滑轮组的机械效率：η87.5%；
不计绳重和摩擦，由nF＝G物+G动可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G物＝2×400N﹣700N＝100N；
若提升的建筑材料质量增大，则滑轮组的机械效率会增大。
故答案为：87.5；100；增大。
18．【解答】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，
拉力所做的功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J，
拉力做功的功率：P100W；
（2）拉力做的有用功：W有＝Gh＝800N×2m＝1600J，
滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%；
（3）不计摩擦和绳重，由F（G+G动）可得，动滑轮的重：G动＝nF﹣G＝2×500N﹣800N＝200N。
故答案为：100；80%；200N。
19．【解答】解：（1）如图，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，所以O是支点，G是阻力，FN是动力，OA是阻力臂，OB是动力臂；
由图可知，动力臂：OB＝OA+AB＝10cm+10cm＝20cm，
根据杠杆平衡条件得，FN×OB＝G×OA，代入数据有：FN×20cm＝20N×10cm，解得：FN＝10N；
（2）OA是阻力臂，OB是动力臂，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（3）若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，阻力不变、动力臂不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件得，动力FN变小。
故答案为：10；省力；变小。
20．【解答】解：（1）由功的原理可知，使用桔槔提水时，能够省力，但不能省功；
（2）文中“人用力将汲器往下压”的过程中，若匀速竖直下压，根据相似三角形的知识可知阻力臂和动力臂之比不变，阻力不变，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知此时该力将不变；
（3）根据杠杆平衡条件可知为实现不提水时，桔槔的重石端位置较低（接触地面），应满足的条件是G重石L2＞G汲器L1；则G重石5N，m重石0.5kg；
（3）人直接匀速向上提装满水的汲器时，汲器处于平衡状态，受到的拉力和汲器的重力是一对平衡力，则此时人施加的拉力F1＝G1＝150N；
人借用桔槔匀速向上提装满水的汲器时，设人施加的拉力为F2，
此时汲器受到竖直向下的重力和竖直向上人施加的拉力、绳子的作用力处于平衡状态，
由力的平衡条件可得：G1＝F2+F绳，则F绳＝G1﹣F2，
由杠杆的平衡条件可得：G重石L2＝F绳L1，即G重石L2＝（G1﹣F2）L1，则3kg×10N/kg×2m＝（150N﹣F2）×1m，F2＝90N；
则借用桔槔提和直接用手提相比省的力：ΔF＝F1﹣F2＝150N﹣90N＝60N。
故答案为：（1）不能；（2）不变；（3）0.5；（4）60。
21．【解答】解：（1）在研究使用定滑轮是否省力时，实验中应匀速提升重物，测量出物体的重力和拉力的大小，根据这两个力的大小分析定滑轮是否省力；
（2）如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，忽略摩擦和绳重，由于使用定滑轮不省力也不费力，所以三个力的大小关系是F1＝F2＝F3；
（3）螺丝钉上螺纹相当于斜面；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。
故答案为：（1）物体的重力；拉力的大小；（2）F1＝F2＝F3；（3）斜面；密。
22．【解答】解：不计绳重及摩擦，拉力做的功：W总＝G物h+G动h，甲、乙两图物体重力G物相等，动滑轮重力G动相等，提升物体高度h相等，所以做功相等；
如图甲所示，绳子有效段数2段，物体提升高度10m，绳子自由端移动距离为20m，移动速度为20m÷100s＝0.2m/s，拉力F甲（G物+G动）（400N+20N）＝210N，所以功率P甲F甲v＝210N×0.2m/s＝42W；
不计绳重及摩擦，拉力做的功：W总＝G物h+G动h，W有＝G物h，W额＝G动h，甲、乙两图中有用功、额外功和总功都相等，根据η可得甲、乙机械效率相等；
提高滑轮组的机械效率的方法有：增大有用功和减小额外功，要增大有用功，就要增加被提升物体的重力；要减小额外功，可以减小摩擦，也可以减小动滑轮的自重。
故答案为：＝；42；＝；增加被提升物体的重力。
23．【解答】解：
（1）重力的方向总是竖直向下的，过重心O作重力G，如图：
；
（2）保持两臂与躯干成90度，过支点作出单杠对手臂拉力F1的垂线，则支点到F1的垂直距离就是F1的动力臂l1，如图：
（3）曲臂引体时，阻力（人的重力G）的大小不变，阻力臂l2变小，保持两臂与躯干成90度，所以动力臂l1不变，由杠杆平衡条件得：F1，由此可知，单杠对手臂的拉力（动力F1）变小。
故答案为：（1）见解析；（2）见解析；（3）变小。
24．【解答】解：（1）拉力做的有用功：
W有＝Gh＝2.4×104N×5m＝1.2×105J；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×5m＝15m，
则钢丝绳移动的速度：
v3m/s；
（3）由η100%；
可知拉力：
F1×104N；
（4）总功：W总1.5×105J，
则额外功：W额＝W总﹣W有＝1.5×105J﹣1.2×105J＝3×104J；
克服绳重摩擦所做的功为2.4×104J，则克服动滑轮自重做的功为：
W′＝3×104J﹣2.4×104J＝6000J
则动滑轮重：
G。
故答案为：1.2×105；3；1×104；1200。
25．【解答】解：由图可知经过动滑轮的绳子段数为3端，故拉力移动的距离s＝3h＝3×3m＝9m，拉力做功W总＝Fs＝200N×9m＝1800J；拉力的功率P90W；
有用功W有＝Gh＝540N×3m＝1620J，则机械效率η100%100%＝90%；
额外功W额＝W总﹣W有＝1800J﹣1620J＝180J，忽略绳重和摩擦，动滑轮的重力G滑60N。
故答案为：90；90%；60。
26．【解答】解：（1）动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，由图可知动力臂为OA，阻力臂为OB，因OA＞OB，所以此装置是省力杠杆；
（2）图b中的F2的大小是指大象和铁笼的总重力，即F2＝G象+G笼，
a图中，设槽钢的重力为G，其力臂为LG，根据杠杆平衡条件可得：G×LG＝G笼×OB﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
b图中，根据杠杆平衡条件可得：G×LG+F1×OA＝（G象+G笼）×OB﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
②﹣①可得：F1×OA＝G象×OB，且OB＝8cm＝0.08m，
代入数据可得：200N×10m＝G象×0.08m，
解得G象＝2.5×104N；
（3）利用现有器材称一只重力更大的大象，即阻力变大，动力不变，若动力臂OA也不变，根据F1×OA＝G象×OB可知需减小阻力臂OB，具体做法是将铁笼向左移动。
故答案为：（1）省力；（2）B；2.5×104；（3）将铁笼向左移动。
27．【解答】解：甲图为定滑轮；使用甲图滑轮最大的优点是可以改变用力的方向；
使用任何机械都不省功，所以使用乙滑轮不可以省功，
由题意可知，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则由W有用＝Gh可知，所做的有用功一样大，
由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由η100%可知，定滑轮的机械效率高，所以η甲＞η乙。
故答案为：甲；不可以；等于；大于。
28．【解答】解：根据图乙可知：在桥的程度一定时，桥塔越高，斜拉索拉力的力臂越长，根据杠杆的平衡条件可知：在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力。
小华通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可增大斜拉索拉力的力臂，从而减小斜拉索的拉力，在桥面上行驶的汽车，位置越靠近桥塔，阻力臂越小，在阻力和动力臂一定时，钢索受到的拉力越小。
桥面限速60km/h，在遵守交通规则的前提下，一辆小车通过全桥至少需要的时间为：；
从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为双支座式。当重载卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻，支点是右支座。如果在两个支座中间再增加一个支座如图丁（c），增大了支撑面，但是桥面侧翻危害的风险将不变。
故答案为：增大；减小；小；32.7；双；右；不变。
29．【解答】解：（1）由图可知n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×4m＝8m，
不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力：F（G+G动）（380N+20N）＝200N，
拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×8m＝1600J，
则人拉绳的功率：P80W；
（2）因为不计绳重和摩擦，
所以滑轮组的机械效率：η100%＝95%；
（3）不计绳重和摩擦，由η可知，在动滑轮重力一定时，增大重物的重力，滑轮组的机械效率将变大。
故答案为：80；95；变大。
30．【解答】解：（1）已知正方体的重力G＝30N，
由G＝mg知，物体C的质量m3kg；
（2）当物体C浸没在水中时，受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3＝10N；
物体C受到的力：A点对C的拉力FA、浮力、重力
故A点对C的拉力FA＝GC﹣F浮C＝30N﹣10N＝20N；
由图知：B端所受的力等于重物D对杠杆的拉力，大小等于物体D的重力，即FB＝GD＝30N；
此时物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止，
由F1L1＝F2L2 得：FA×OA＝FD×OE，
OE的长度：OE20cm；
（3）液体密度越小，浮力越小，拉力越大，
根据F1L1＝F2L2 知：在L1、F2不变时，拉力F1越大，L2越大，最大为OB，为24cm
根据FAOA＝FBOB，
所以FA′FB30N＝24N，
物体C受到的力：A点对C的拉力FA′、浮力F浮C′、重力
故物体C受到的浮力为：F浮C′＝GC﹣FA′＝30N﹣24N＝6N；
根据F浮＝ρ液gV排知液体的密度为：
ρ液小0.6×103kg/m3。
故答案为：（1）3； （2）20；20；（3）0.6×103。
31．【解答】解：（1）OB的长度S2为22m，有11小格，每小格的长度为，配重A与O点的距离为：7×2m＝14m；
（2）重物的重力：G＝mg＝2.4×103kg×10N/kg＝2.4×104N，
由图可知，n＝4，因不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦，所以，电动机牵引钢丝绳自由端的拉力：F拉G2.4×104N＝6000N；
有用功：W有用＝Gh＝2.4×104N×20m＝4.8×105J，
总功：W总＝Pt＝3.8×104W×25s＝9.5×105J，
塔吊上的电动机对重物做功的效率：η100%100%≈51%；
（3）由题知，GM×OA＝m最大g×OB......①
当提升2.4t＝2400kg重物时，GM×OA＝m物g×OC′......②
由①②得，m最大g×OB＝m物g×OC′，
即：1200kg×g×22m＝2400kg×g×OC′，
解得：OC′＝11m，
所以，载重小车最多能向B点方向平移的距离：s＝OC′﹣OC＝11m﹣10m＝1m。
故答案为：（1）14；（2）6000；51；（3）1。
三．作图题（共4小题）
32．【解答】解：从支点到力的作用线的距离为力臂，F2与杠杆垂直，故连接支点O与F2的作用点B即为力臂L2，过L1的上端作L1的垂线，交杠杆于一点，即为F1的作用点A，因为F2与L2的作用，杠杆逆时针旋转（或者有逆时针旋转的趋势），所以F1与L1的作用需使不许杠杆逆时针旋转，因此杠杆F1的方向向上。
33．【解答】解：根据杠杆的平衡条件，要想找到最小力就要找到最长的力臂，连接支点O与作用点A，OA即为最长力臂，力臂始终与力的作用线垂直，从而找到最小力；从点O向F2的作用线作垂线，垂线段长即为阻力臂L2，作图如下：
34．【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；
图中支点在A点，要求在C点用力，连接AC，则AC就是最长的动力臂L；由题意可知，要在C点用最小的力F使座椅绕A开始逆时针转动，则动力应垂直于力臂L向左，据此可画出最小动力F的示意图；如图所示：
；
35．【解答】解：在B点施加力，并且垂直OB向上，此时动力臂最大，而阻力、阻力臂一定，由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小；
因为阻力方向竖直向下，为使杠杆平衡，则动力方向向上，
从O点做动力F作用线的垂线，可得动力臂L，如图所示：
四．实验探究题（共4小题）
36．【解答】解：（1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，所以此时杠杆处于平衡状态；要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右调节；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，图乙所示实验，测力计拉力与杠杆垂直，可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂，图丙所示实验，拉力与杠杆不垂直，不便于测量测力计拉力力臂，图乙中竖直向上拉动实验操作更方便；
（3）由表中实验数据可知，F1L1＝F2L2，此时杠杆平衡，由此可得：杠杆平衡条件是：F1L1＝F2L2；
（4）当弹簧测力计逐渐由图乙位置向右倾至图丙的位置时，弹簧测力计拉力的力臂在减小，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数变大；
（5）方案一：将支点O向左移动适当的距离，OA减小，OB增大，由FA×OA＝m0g×OB可知，FA变大，当FA＝G甲时，甲物体刚好拉离地面；
方案二：甲静止在地面，G甲＝F甲＝p0S，
如图丁所示，当杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1，此时物体对地面的压力F1＝p1S，杠杆A端受到的拉力FA＝G甲﹣F1＝p0S﹣p1S，
由杠杆平衡条件可知，FA×OA＝G0×OB，即（p0S﹣p1S）×1＝m0g×3，则S，
当甲物体刚好被细绳拉离地面时，由杠杆平衡条件可知：
G甲×OA＝G总×OB，
即有p0S×1＝（m0g+Δmg）×3，
则：p03（m0g+Δmg），
所以Δm。
故答案为：（1）平衡；右；（2）乙；力臂；（3）F1L1＝F2L2；（4）变大；（5）左；。
37．【解答】解：（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计在缓慢拉动状态下读数，示数等于拉力大小；
（2）根据绳子自由端的移动的距离与物体升高的高度的关系s＝nh，绳子有效段数：n，故分析表中数据可知：第3次实验绳子的有效段数：
n35；
第4次实验绳子的有效段数：
n45，第4次实验是用丙图做的；
（3）第2次实验测得的机械效率为：
η2100%≈83.3%；
根据第2次实验数据可知，
有用功：W有＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J；
总功：W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J；
由W总＝W有+W额可得，额外功：W额＝W总﹣W有＝0.72J﹣0.6J＝0.12J；
（4）根据使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，故使用该滑轮组再次将重6N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率应大于57.1%，小于83.3%，故可能为64.3%，选C。
故答案为：（1）缓慢拉动；（2）4；（3）83.3；0.12；（4）C。
38．【解答】解：（1）杠杆处于静止或匀速转动状态是平衡状态；使杠杆在水平位置平衡的目的是为了直接从杠杆上读出力臂；
（2）分析表中的实验数据，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用F1、F2、l1和l2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆平衡条件可表示为：F1l1＝F2l2；
（3）要使杠杆省距离，则属于费力杠杆，则动力臂应小于阻力臂，所以应该选择在C点施加向上的力；
（4）装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为行李箱重心，P为拉杆的端点，在P点沿F2方向施加拉力，此时力臂最大，可用最小力使旅行箱静止；
在P点施加竖直向上的力F1，行李箱拉在实线位置时，由杠杆平衡条件可得：F1×QA＝G×QC，
则F1G，由相似三角形的性质可得，则F1G﹣﹣﹣﹣﹣①，
若在P点用始终沿竖直向上的力将行李箱拉至虚线位置，由杠杆平衡条件可得：F1′×QB＝G×QD，
则F1′G，由相似三角形的性质可得，则F1′G﹣﹣﹣﹣﹣①，
由图知，QN＜OM，则由①②可得F1′＜F1，所以在虚线位置静止时的拉力与原来相比将变小。
故答案为：（1）是；直接在杠杆上读出力臂；（2）F1l1＝F2l2；（3）C；上；（4）F2；变小。
39．【解答】解：（1）如图所示杠杆左端高、右端低，说明杠杆右端偏重，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母左端调节。
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格的长度为L，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得3G×2L＝nG×3L，
解得n＝2；
（3）如图乙，在C点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，杠杆才能在水平位置平衡，此时拉力的力臂为OC；
弹簧测力计倾斜拉杠杆时，拉力的力臂小于OC，拉力的力臂变小，阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知测力计的拉力将变大；
（4）如丙图，F和成正比，则可知F与L成反比，且当F＝2N时，4m﹣1，所以L＝0.25m，此时动力与动力臂的乘积FL＝2N×0.25m＝0.5N m，由杠杆平衡条件可知此时阻力与阻力臂的乘积也为0.5N m，
因物重不变、物体的位置是固定的，即阻力、阻力臂均不变，所以动力与动力臂的乘积也始终不变，均为0.5N m，
当动力在最右端，即动力臂最大为0.5m时，动力最小，且最小动力F小1N，
由题知，当F最小的时候，F小与G的比为2：5，即1N：G＝2：5，解得G＝2.5N。
故答案为：（1）左；（2）2；（3）变大；（4）2.5。
五．计算题（共1小题）
40．【解答】解：（1）设动滑轮的重力为G动，空吊篮的重力为GA＝15N，
在1～2s内，由图丙可知动滑轮与空吊篮被匀速提升，以动滑轮与空吊篮为整体进行受力分析，动滑轮与空吊篮受力平衡，
由图乙可知绳子拉力F＝10N，
根据力的平衡条件可知：2F＝GA+G动，
代入已知数据解得：G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N；
（2）由图甲知，绳子股数n＝2，由图丙可知，A上升的速度vA＝2m/s，
则拉力端移动速度为：v＝nvA＝2×2m/s＝4m/s，
第2s内绳子的拉力为：F＝10N，
由得第2s内拉力F的功率为：P＝Fv＝10N×4m/s＝40W；
（3）当匀速运载货物时，B处绳子拉力为FB，货物的重力为G物，
根据力的平衡条件得C处绳子拉力为：2FC＝（FB+G动）
当C处最大拉力为50N时，B处拉力为95N，
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为52.5N，
52.5N＞50N，所以要以C处最大拉力为准，则B处的最大拉力为：FB＝95N，
对载货吊篮受力分析得：FB＝GA+G物
代入已知数据解得：G物＝80N
即此装置最多能匀速运载货物的重力为80N，
设货物提升高度为h，则拉力端移动的距离为2h，
此装置提升重物过程的有用功为：W有＝G物h，
此装置提升重物过程的总功为：W总＝2Fh，
则此装置提升重物的机械效率为：η，
由于滑轮组提升重物的机械效率随提升物体的重力的增大而增大，
所以当G物最大时，此装置提升重物的最大机械效率为：η。
答：（1）动滑轮的重力为5N；
（2）第2s内拉力F的功率为40W；
（3）此装置提升重物的最大机械效率为80%。
六．解答题（共2小题）
41．【解答】解：（1）实验前杠杆右侧高，左侧低，根据杠杆的平衡条件可知，应向右调节平衡螺母，
使它在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂；
（2）根据杠杆的平衡条件计算：读数是2N，作用力的方向是竖直向下（这时力臂长等于力的作用点到杠杆支点的长）；
故答案为：右，竖直向下，2，便于测量力臂。
42．【解答】解：（1）如图所示：
；
小孩对橱柜的作用力的力臂为OB＝L2＝50cm＝0.5m；橱柜的重力的力臂为：OAL160cm＝30cm＝0.3m；
小孩对橱柜的作用力的力臂要大于橱柜的重力的力臂，为省力杠杆；
橱柜的重力：G＝mg＝25kg×10N/kg＝250N，
空柜时，橱柜对地面的压强为：p500Pa；
（2）该款橱柜倾覆时，根据杠杆的平衡条件可知G×OA＝G'×OB，
根据G＝mg可得mg×OA＝m'g×OB，
则小孩的质量为：m'15kg；
（3）小孩的重力：G″＝m″g＝21kg×10N/kg＝210N，
根据杠杆的平衡条件可知（G+G0）×OA＝G″×OB，即（250N+G0）×0.3m＝210N×0.5m，解方程可得G0＝100N，
则橱柜中均匀放置物品的质量m010kg。
答：（1）省力；500；
（2）当幼童质量超过15千克该款橱柜会倾覆；
（3）为使橱柜不倾覆，应在橱柜中均匀放置质量为10千克的物品。